CN101908216A - 一种实现矢量字体的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现矢量字体的方法及装置，用以解决现有技术中绘制矢量字体过程中计算开销过大的问题。所述方法包括：创建与基准字体显示区域等大小的位图区域，将该位图区域填充为所述基准字体颜色的补色后，在该位图区域中绘制所述基准字体；构建与所述位图区域等大小的阿尔法表，将所述位图区域中每个像素点的透明度记录在所述阿尔法表中；按照目标矢量字体大小和基准字体大小的比值缩放所述阿尔法表；根据缩放后的阿尔法表中每个像素点的透明度在目标位图区域中绘制目标矢量字体。所述装置包括：基准字体绘制模块、阿尔法表构建模块、阿尔法表缩放模块和目标矢量字体绘制模块。本发明显著降低了绘制矢量字体过程中的存储消耗和时间开销。

Description

一种实现矢量字体的方法及装置

技术领域

本发明涉及字体绘制技术，特别涉及一种实现矢量字体的方法及装置。

背景技术

现有技术中，手机上的字体分为点阵字体和矢量字体，对于点阵字体而言，其规格都是固定的，只能显示其限定的字号，字体种类少而有限，每增加一种字体就需要额外消耗不少内存空间。一般来说，点阵字体提供大中小三种规格，然而三种规格远远满足不了UI(User Interface，用户界面)的显示需求。但点阵字体有自身的优势，运算速度非常快，不依赖字库引擎，可以自由的添加字体。而矢量字体较点阵字体在字体种类上有更大的改进，突破了字号的限制，理论上来说，可以绘制任意规格的字体，但实际上受到字库引擎的影响，矢量字体的计算开销很大，其计算开销主要花费在字体的骨架构建及边缘平滑处理上。

发明内容

本发明提供一种实现矢量字体的方法及装置，用以解决现有技术中绘制矢量字体过程中计算开销过大的问题。

本发明所述技术方案如下：

一种实现矢量字体的方法，包括步骤：

A、创建与基准字体显示区域等大小的位图区域，将该位图区域填充为所述基准字体颜色的补色后，在该位图区域中绘制所述基准字体；

B、构建与所述位图区域等大小的阿尔法表，将所述位图区域中每个像素点的透明度记录在所述阿尔法表中；

C、按照目标矢量字体大小和基准字体大小的比值缩放所述阿尔法表；

D、根据缩放后的阿尔法表中每个像素点的透明度在目标位图区域中绘制目标矢量字体。

进一步地，将位图区域中每个像素点的透明度记录在阿尔法表中的具体过程为：

将位图区域中颜色等于基准字体颜色的像素点的透明度记录为255；

将位图区域中颜色等于基准字体颜色补色的像素点的透明度记录为0；

将位图区域中颜色既不等于基准字体颜色也不等于基准字体颜色的补色的像素点确定为字体轮廓像素点，根据字体轮廓像素点颜色，基准字体颜色及基准字体颜色的补色确定出字体轮廓像素点的透明度并记录。

进一步地，确定位图区域中字体轮廓像素点的透明度的公式为：

α＝[(R3-R2)×255]/(R1-R2)或α＝[(G3-G2)×255]/(G1-G2)或α＝[(B3-B2)×255]/(B1-B2)

其中，α为位图区域中字体轮廓像素点的透明度，R1、G1、B1分别为基准字体颜色的红色、绿色及蓝色分量，R2、G2、B2分别为基准字体颜色的补色的红色、绿色及蓝色分量，R3、G3、B3分别为字体轮廓像素点颜色的红色、绿色及蓝色分量。

进一步地，所述步骤C中，缩放所述阿尔法表的具体过程如下：

根据目标矢量字体大小和基准字体大小的比值创建缩放后的阿尔法表；

确定缩放后阿尔法表中每个像素点在原阿尔法表中的对应点，根据所述对应点与其周围四点的位置关系和周围四点的透明度合成每个对应点的透明度，据此得到缩放后阿尔法表中每个像素点的透明度。

进一步地，所述步骤D具体包括如下步骤：

遍历缩放后的阿尔法表中每一像素点的透明度，

若该像素点的透明度为255，则不做任何操作；

若该像素点的透明度为0，则在目标位图区域中的对应像素点上填充所述基准字体的颜色；

若该像素点的透明度介于0～255之间，则按照该像素点的透明度合成该像素点的背景色和字体颜色，并将合成色填充到目标位图区域中的对应像素点上。

进一步地，所述目标位图区域为单色填充彩或任意图案填充。

进一步地，所述基准字体包括字号及风格。

一种实现矢量字体的装置，包括：

基准字体绘制模块，用于创建与基准字体显示区域等大小的位图区域，将该位图区域填充为所述基准字体颜色的补色后，在该位图区域中绘制所述基准字体；

阿尔法表构建模块，用于构建与所述位图区域等大小的阿尔法表，将所述位图区域中每个像素点的透明度记录在所述阿尔法表中；

阿尔法表缩放模块，用于按照目标矢量字体大小和基准字体大小的比值平滑缩放所述阿尔法表；

目标矢量字体绘制模块，用于根据缩放后的阿尔法表中每个像素点的透明度在目标位图区域中绘制目标矢量字体。

进一步地，所述目标位图区域为单色填充彩或任意图案填充。

进一步地，所述基准字体包括字号及风格。

本发明有益效果如下：

本发明技术方案通过采用提取基准字体轮廓，在保持字体风格的条件下对基准字体轮廓进行阿尔法缩放，复原变换后的字体以获得预期的目标矢量字体的技术手段，显著降低了绘制矢量字体过程中的存储消耗和时间开销，可实现任意规格矢量字体的快速绘制，使得将一种基准字体快速的演变成多套字体成为可能。本发明技术方案同时弥补了点阵字体的不足，增强了矢量字体的表现手法。

另外，本发明的字体缩放与现有技术有所区别。现有技术对字体缩放时，需要对字体颜色的R、G、B三个通道分别进行缩放处理，而本发明将R、G、B三个通道转换成一个阿尔法通道，仅对阿尔法通道缩放即可。由于阿尔法表中95％以上都是0和255这些特殊值，所以缩放效率更高。本发明技术的存储消耗和时间开销为现有技术的1/3。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明中实现矢量字体的方法的实现原理流程图；

图2为本发明中确定缩放后阿尔法表中每个像素点的透明度的示意图；

图3为本发明中在目标位图区域中绘制目标矢量字体的流程图；

图4为本发明中实现矢量字体的装置的结构框图。

具体实施方式

为解决现有技术中绘制矢量字体过程中计算开销过大的问题，本发明通过采用提取基准字体轮廓，在保持字体风格的条件下对基准字体轮廓进行阿尔法缩放，复原变换后的字体以获得预期的目标矢量字体的技术手段，显著降低了绘制矢量字体过程中的存储消耗和时间开销，可实现任意规格矢量字体的快速绘制，使得将一种基准字体快速的演变成多套字体成为可能。

需要强调的是，本发明变换后的字体和原基准字体具备同种风格，比如将五号宋体变换成四号宋体，但不能变成四号楷体，变换过程不改变字体风格。

下面将结合各个附图对本发明的具体实现过程予以进一步详细的说明。

请参阅图1，该图为本发明中实现矢量字体的方法的实现原理流程图，其主要包括如下步骤：

步骤S10、创建与基准字体显示区域等大小的位图区域；

选择一种字体作为基准字体，基准字体包括字号及风格，比如选择五号宋体，五号是其字号，宋体是其风格。根据基准字体的字号计算基准字体字串的显示区域，创建和基准字体显示区域等大小的位图区域。之所以创建位图区域，是为了提取基准字体的轮廓。

步骤S11、确定基准字体的颜色，将步骤S10中创建的位图区域填充为基准字体颜色的补色，在该位图区域中绘制基准字体；

本步骤中首先需要确定的是基准字体的颜色，这一点非常关键。假定基准字体的颜色为C1，将C1按照RGB格式分解得到R1红、G1绿、B1蓝三个分量，接着对C1颜色取补色C2。举个例子，假设C1为红色(255，0，0)，那么其补色C2是(0，255，255)。取得补色C2后，将位图区域填充成基准颜色C1的补色C2。填充补色是为了让基准字体颜色和背景色形成最大反差，从而在提取透明度时能够最大程度的降低误差。然后在缓存的位图区域中绘制基准字体，从而得到一张有文字的具有单色背景的位图。

步骤S12、构建与步骤S10中创建的位图区域等大小的阿尔法表，将该位图区域中每个像素点的透明度记录在该阿尔法表中；

透明度的值区间是[0，255]。遍历位图区域中的每个像素点，若该像素点的颜色等于基准字体的颜色C1，则将阿尔法表对应位置的透明度设置为255，表示完全透明。若该像素点颜色等于基准字体颜色的补色C2，则将阿尔法表对应位置的透明度设置为0，表示完全不透明。若该像素点的颜色既不等于C1又不等于C2，这说明该像素点是位于基准字体轮廓边界上的字体轮廓像素点，是一个模糊点，其透明度介于0到255之间。那么可按照如下方式计算该点的透明度，先取得该像素点的颜色C3，然后分解C2和C3得到两组分量(R2，G2，B2)和(R3，G3，B3)，假定该点透明度为α，那么以下三个公式成立：

R1×α+R2×(255-α)＝R3×255    (1)

G1×α+G2×(255-α)＝G3×255    (2)

B1×α+B2×(255-α)＝B3×255    (3)

其中，α为位图区域中字体轮廓像素点的透明度，R1、G1、B1分别为基准字体颜色C1的红色、绿色及蓝色分量，R2、G2、B2分别为基准字体颜色的补色C2的红色、绿色及蓝色分量，R3、G3、B3分别为字体轮廓像素点颜色C3的红色、绿色及蓝色分量。

推导公式(1)、(2)、(3)可得如下变形：

α＝[(R3-R2)×255]/(R1-R2)    (4)

α＝[(G3-G2)×255]/(G1-G2)    (5)

α＝[(B3-B2)×255]/(B1-B2)    (6)

因为C1和C2互为补色，其分量(R1，G1，B1)和(R2，G2，B2)也互补，所以R1不等于R2，G1不等于G2，B1不等于B2。通过计算，我们不难发现(4)、(5)、(6)三个公式计算出来的α是一样的，在具体实施中可采用(4)、(5)、(6)中任意一个公式计算α值。我们将计算所得α设置到阿尔法表的对应位置。当阿尔法表上所有位置的α值都计算出来，基准字体轮廓就出来了，该轮廓包含了基准字体的风格。除去字体背景、字体实体部分，字体轮廓所占的像素面积微乎其微，不足5％，所以上述算法在时间开销上占很小的比重。

步骤S13、计算目标矢量字体大小和基准字体大小的比值；

本发明实施例中将目标矢量字体大小和基准字体大小的比值定义为字体规模，将基准字体规模设置定为1。如果目标矢量字体比基准字体大，那么其字体规模大于1，如果目标矢量字体比基准字体小，那么其字体规模小于1。为了计算方便，通常选取常规字体作为基准字体。

步骤S14、按照目标矢量字体的字体规模平滑缩放阿尔法表；

现有技术对字体缩放时，需要对字体颜色的R、G、B三个通道分别进行缩放处理，而本发明将R、G、B三个通道转换成一个阿尔法通道，仅对阿尔法通道缩放即可。由于阿尔法表中95％以上都是0和255这些特殊值，所以缩放效率更高。本发明的存储消耗和时间开销仅为现有技术的1/3。

阿尔法表反映的是字体的骨架和轮廓，包括字体边界的平滑处理。缩放阿尔法表意味着缩放字体，如果缩放之后的阿尔法表是平滑的，那么其对应的字体也是平滑的。本发明实施例中首先根据目标矢量字体大小和基准字体大小的比值创建缩放后的阿尔法表，然后确定缩放后阿尔法表中每个像素点在原阿尔法表中的对应点，根据所述对应点与其周围四点的位置关系和周围四点的透明度合成每个对应点的透明度，据此得到缩放后阿尔法表中每个像素点的透明度。

下面通过一实例对缩放阿尔法表的过程予以进一步说明，该实例可使缩放之后的阿尔法表依旧平滑(无锯齿现象)，具体如下：

按照目标矢量字体的字体规模创建缩放后的阿尔法表，那么缩放后的阿尔法表和原阿尔法表之间可建立一种对应关系。缩放后的阿尔法表上的任意一个像素点均可在阿尔法表上找到一个对应点。由于采用精确计算，该对应点不一定正好落在像素点上。如图2所示，对应点P在A、B、C、D四个像素点中的某个位置，P点距离A和D的横向距离为x1，距离B和C的横向距离为x2，距离A和B的纵向距离为y1，距离C和D的纵向距离为y2。P点的透明度无论近似取A、B、C、D哪一点的透明度，都会导致目标矢量字体的字体轮廓出现锯齿。

为防止目标矢量字体的字体轮廓出现锯齿，本实例中采用了如下处理方式，先根据x1和x2的比例关系合成A和B、D和C的透明度，然后将合成后的两个透明度再根据y1和y2的比例关系进一步合成得到P的透明度。假设A、B、C、D、P的透明度分别为a、b、c、d、p，A和B的合成透明度是e，D和C的合成透明度为f，推导如下：

e＝(x1×b+x2×a)/255    (7)

f＝(x1×c+x2×d)/255    (8)

p＝(y1×f+y2×e)/255    (9)

将(7)、(8)代入(9)可得：

p＝(x1×y1×c+x2×y1×d+x1×y2×b+x2×y2×a)/65025

为了提高运算速度，可用256替代255，将乘除改成移位运算，那么上述公式可近似为：

p＝(x1×y1×c+x2×y1×d+x1×y2×b+x2×y2×a)＞＞16

根据以上公式即可算得缩放后的阿尔法表上的每一像素点的合成透明度。

步骤S15、根据缩放后的阿尔法表中每个像素点的透明度在目标位图区域中绘制目标矢量字体；

遍历缩放后的阿尔法表上的每一像素点的透明度，若该像素点的透明度为255，则在不做任何操作；若该像素点的透明度为0，则在目标位图区域中的对应像素点上填充基准字体颜色C1；若该点透明度介于0～255之间，则按照该像素点的透明度合成该像素点的背景色和字体颜色，并将合成色填充到目标位图区域中的对应像素点上，至此就完成了字体绘制。绘制流程图参考图3。

本发明实施例中，所述目标位图区域为单色填充彩或任意图案填充。

相应于本发明上述方法，本发明进而提供了一种实现矢量字体的装置，请参阅图4，该图为本发明中实现矢量字体的装置的结构框图，其主要包括基准字体绘制模块、阿尔法表构建模块、阿尔法表缩放模块、目标矢量字体绘制模块，其中各个模块的具体作用如下：

基准字体绘制模块，用于创建与基准字体显示区域等大小的位图区域，将该位图区域填充为所述基准字体颜色的补色后，在该位图区域中绘制所述基准字体，所述基准字体包括字号及风格。

阿尔法表构建模块，用于构建与所述位图区域等大小的阿尔法表，将所述位图区域中每个像素点的透明度记录在所述阿尔法表中。

阿尔法表缩放模块，用于按照目标矢量字体大小和基准字体大小的比值平滑缩放所述阿尔法表。

目标矢量字体绘制模块，用于根据缩放后的阿尔法表中每个像素点的透明度在目标位图区域中绘制目标矢量字体，该目标位图区域为单色填充彩或任意图案填充。

本发明所述装置的具体工作过程请参阅本发明上述方法中相关内容的描述，这里不再给予过多赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实现矢量字体的方法，其特征在于，包括步骤：

A、创建与基准字体显示区域等大小的位图区域，将该位图区域填充为所述基准字体颜色的补色后，在该位图区域中绘制所述基准字体；

B、构建与所述位图区域等大小的阿尔法表，将所述位图区域中每个像素点的透明度记录在所述阿尔法表中；

C、按照目标矢量字体大小和基准字体大小的比值缩放所述阿尔法表；

D、根据缩放后的阿尔法表中每个像素点的透明度在目标位图区域中绘制目标矢量字体。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将位图区域中每个像素点的透明度记录在阿尔法表中的具体过程为：

将位图区域中颜色等于基准字体颜色的像素点的透明度记录为255；

将位图区域中颜色等于基准字体颜色补色的像素点的透明度记录为0；

将位图区域中颜色既不等于基准字体颜色也不等于基准字体颜色的补色的像素点确定为字体轮廓像素点，根据字体轮廓像素点颜色，基准字体颜色及基准字体颜色的补色确定出字体轮廓像素点的透明度并记录。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，确定位图区域中字体轮廓像素点的透明度的公式为：

α＝[(R3-R2)×255]/(R1-R2)或α＝[(G3-G2)×255]/(G1-G2)或α＝[(B3-B2)×255]/(B1-B2)

其中，α为位图区域中字体轮廓像素点的透明度，R1、G1、B1分别为基准字体颜色的红色、绿色及蓝色分量，R2、G2、B2分别为基准字体颜色的补色的红色、绿色及蓝色分量，R3、G3、B3分别为字体轮廓像素点颜色的红色、绿色及蓝色分量。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，缩放所述阿尔法表的具体过程如下：

根据目标矢量字体大小和基准字体大小的比值创建缩放后的阿尔法表；

确定缩放后阿尔法表中每个像素点在原阿尔法表中的对应点，根据所述对应点与其周围四点的位置关系和周围四点的透明度合成每个对应点的透明度，据此得到缩放后阿尔法表中每个像素点的透明度。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤D具体包括如下步骤：

遍历缩放后的阿尔法表中每一像素点的透明度，

若该像素点的透明度为255，则不做任何操作；

若该像素点的透明度为0，则在目标位图区域中的对应像素点上填充所述基准字体的颜色；

若该像素点的透明度介于0～255之间，则按照该像素点的透明度合成该像素点的背景色和字体颜色，并将合成色填充到目标位图区域中的对应像素点上。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标位图区域为单色填充彩或任意图案填充。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述基准字体包括字号及风格。

8.一种实现矢量字体的装置，其特征在于，包括：

基准字体绘制模块，用于创建与基准字体显示区域等大小的位图区域，将该位图区域填充为所述基准字体颜色的补色后，在该位图区域中绘制所述基准字体；

阿尔法表构建模块，用于构建与所述位图区域等大小的阿尔法表，将所述位图区域中每个像素点的透明度记录在所述阿尔法表中；

阿尔法表缩放模块，用于按照目标矢量字体大小和基准字体大小的比值平滑缩放所述阿尔法表；

目标矢量字体绘制模块，用于根据缩放后的阿尔法表中每个像素点的透明度在目标位图区域中绘制目标矢量字体。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述目标位图区域为单色填充彩或任意图案填充。

10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述基准字体包括字号及风格。

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